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植物叶片颜色与光合作用紧密相关,叶片颜色变化导致植物生长发育受到影响,最终产量等性状发生变化。本研究利用谷子地方品种黄金苗和经化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Ethyl methylsulfonate,EMS)诱变谷子品种晋谷21得到的黄苗突变体晋谷21矮,两个苗期叶片表现黄色的遗传材料,研究了黄叶表型的生理基础,并以黄金苗为母本,安8025*SK384为父本;以晋谷21矮为母本,吨谷*黄金谷为父本分别构建了黄苗基因定位的作图群体,对黄苗相关的基因进行定位,得出以下结论:1、表型及农艺性状调查表明,黄金苗和晋谷21矮在苗期均表现出黄苗表型,抽穗后叶片颜色恢复到与各自对照相似的程度,农艺性状统计分析得出两个黄苗材料主要产量相关农艺性状与对照相比显著降低。2、叶绿素含量测定表明,黄金苗和晋谷21矮在整个生育期内的总叶绿素含量显著低于各自对照,其中叶绿素a、b含量在抽穗前均显著低于对照,抽穗后叶绿素a含量逐渐恢复至各自对照水平,但叶绿素b含量一直没有恢复。3、黄金苗群体光合参数测定表明,黄金苗叶绿素含量降低,光合能力减弱。4、透射电镜观察叶绿体超微结构表明,苗期黄金苗和晋谷21矮的叶绿体数目、基粒类囊体层数显著低于各自对照,并且晋谷21矮的基粒个数显著少于晋谷21,黄金苗和晋谷21矮的基质类囊体均排列稀疏;抽穗期结果显示黄苗材料与各自对照相比不再存在显著差异。5、遗传学分析表明,黄金苗和晋谷21矮中控制黄苗性状的基因均由一对隐性单基因控制,利用BSA及QTLseq作图方法进行初定位,发现黄金苗的黄苗基因定位在8号染色体12 M-18 M的区间,而晋谷21矮的黄苗基因定位在7号染色体上,控制这两个材料的苗期黄色的基因不是同一个基因。6、基因定位表明,晋谷21矮的苗色突变基因初定为Seita.7G305300,该基因编码磷酰乙醇胺胞苷转移酶(phosphorylethanolamine cytidylyltransferase,PECT),可能通过线粒体途径影响植物叶绿体的发育,并最终导致黄苗表型。7、黄金苗群体转录组分析表明,苗期黄金苗叶绿素合成途径可能存在负反馈调节,多个合成途径的基因上调,而降解途径的基因也上调,推测由于苗期叶绿素含量低,黄金苗苗期表现黄色,而抽穗期黄金苗叶绿素降解相关基因表达正常,不再上调表达,使叶绿素在叶片中得到积累,叶片颜色由黄色变为绿色。本研究对黄金苗和晋谷21矮两个黄苗材料的生理性状和控制基因进行调查与定位,有助于黄苗性状在谷子中的分子功能及育种利用的深入研究。